Propiedades de los líquidos

FORMA: Adoptan la forma del recipiente que los contiene. VOLUMEN: No varía. COMPRESIBILIDAD: Son incompresibles. FUERZAS INTERMOLECULARES: En un líquido las fuerzas intermoleculares de ATRACCIÓN y REPULSIÓN se encuentran igualadas.

Un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante movimiento de desplazamiento y que se deslizan unas sobre las otras. La disposición de estas moléculas le da un aspecto de fluidez con la que frecuentemente se les asocia. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo, si echas igual cantidad de un líquido en un tubo de ensayo, a un plato o en una botella, éstos adoptarán la forma de cada uno de estos objetos. Si observas algunos líquidos notarás que ninguno de ellos tiene forma definida y que, al igual que los sólidos, tampoco pueden comprimirse.

¿A qué se debe el cambio de forma que pueden presentar los líquidos?

La forma indefinida de los líquidos se debe a que la fuerza de atracción que mantiene unidas las moléculas es menos intensa que la fuerza que mantiene unidas las moléculas de los sólidos

¿Por qué los líquidos son incompresibles?

Los líquidos son incompresibles porque las moléculas que los constituyen están tan unidas que no pueden acercarse más; sólo pueden deslizarse las unas sobre las otras. Los líquidos, AL igual que los sólidos, presentan propiedades específicas entre las cuales señalaremos:

• Volatilidad: Es decir, facilidad para evaporarse. Esta propiedad se aprecia claramente al dejar abierto un frasco con alcohol, en que se percibe su olor y disminuye el volumen.

• Viscosidad: Es decir, dificultad al escurrimiento.

La viscosidad es una de las propiedades físicas que presentan los líquidos y esta se entiende como la resistencia que presentan a fluir. Los líquidos con coeficiente de viscosidad bajo se consideran móviles ya que fluyen fácilmente y cunado la viscosidad es elevada se dice que el liquido es viscoso.

Uno de los métodos para determinar la viscosidad de los líquidos consisten en medir el tiempo (t) de flujo de un volumen (V) dado del liquido en el tubo capilar bajo la influencia de la gravedad. Para un líquido fluido virtualmente incomprensible el flujo esta gobernado por la ecuación de Poiseuille en la forma:

[pic]

Donde [pic]es la velocidad de flujo liquido a lo largo del tubo cilíndrico de radio (r) de longitud (L) y (P1 – P2) es la diferencia de presiones entre los dos extremos del tubo.

Como resulta complicada la determinación de r y L se emplea un método de comparación entre el líquido de viscosidad desconocida y el agua como el líquido de referencia considerando además de ( P es directamente proporcional a la densidad (ρ)

[pic]

Donde:

μ1 = Viscosidad del liquido desconocido

μ0 = Viscosidad del agua

La tensión superficial es otra de las propiedades físicas que se presentan los líquidos y se define como la fuerza delas dinas que actúa perpendicular a cualquier línea de 1 cm de longitud en la superficie del líquido.

A la tensión superficial se le ha asignado el símbolo γ. El método se emplea es el ascenso capilar donde se aplica la ecuación.

Un liquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas chocan miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido.

COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN

A los líquidos se les considera incomprensibles debido que dentro de ellos existen fuerzas extremas que entre sus moléculas las cuales se atraen, por otra parte cuando a un liquido se le aplica una presión su volumen no se ve afectado en gran cantidad, ya que sus moléculas tienen poco espacio entre si; por otra parte si aplicamos un cambio de temperatura a un líquido su volumen no sufrirá cambios considerables. Cabe señalar que cuando las moléculas de un líquido están en continuo aumento de movimiento es por causa del aumento de alguna temperatura que esté experimentando el mismo lo cual inclina al liquido

a aumentar la distancia de sus moléculas, a pesar de esto las fuerzas de atracción que existen en el líquido se oponen a ese distanciamiento de sus moléculas.

DIFUSIÓN

Al realizar la mezcla de dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido a mucho menor velocidad, cosa que en los gases no sucede. Sí deseamos ver la difusión de dos líquidos, se puede observar dejando caer una pequeña cantidad de tinta (china) en un poco de agua. Debido a que las moléculas en ambos líquidos están muy cerca, cada molécula conlleva una inmensidad de choques antes de alejarse, puede decirse que millones de choques. La distancia promedio que se genera en los choques se le llama trayectoria libre media y, en los gases es mas grande que en los líquidos, cabe señalar que esto sucede cuando las moléculas están bastantemente separadas. A pesar de lo que se menciona anteriormente hay constantes interrupciones en sus trayectorias moleculares, por lo que los líquidos se difunden mucho mas lentamente que los gases.

FORMA Y VOLUMEN

En un liquido, las fuerzas de atracción son suficientemente agudas para limitar a las moléculas en su movimiento dentro de un volumen definido, a pesar de esto las moléculas no pueden guardar un estado fijo, es decir que las moléculas del líquido no permanecen en una sola posición. De tal forma que las moléculas, dentro de los limites del volumen del liquido, tienen la libertad de moverse unas alrededor de otras, a causa de esto, permiten que fluyan los líquidos. Aún cuando, los líquidos poseen un volumen definido, pero, debido a su capacidad para fluir, su forma depende del contorno del recipiente que los contiene.

VISCOSIDAD

Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Si existe una mayor viscosidad, el liquido fluye mas lentamente. Los líquidos como la maleza y el aceite de los motores son relativamente viscosos; el agua y los líquidos orgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son. La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un liquido fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que caen a través de un liquido y se mide la velocidad de caída. Las esferas mas lentamente en los líquidos mas viscosos. Si deseamos determinar las viscosidad con respecto al tiempo, es decir el volumen del líquido que fluye con respecto al tiempo tenemos

TENSIÓN SUPERFICIAL

En un liquido, cada molécula se desplaza siempre bajo influencia de sus moléculas vecinas. Una molécula cerca del centro del liquido, experimenta el efecto de que sus vecinas la atraen atracción de aquellas moléculas que están por abajo y a los lados. Por lo tanto la tensión superficial actúa en un liquido perpendicular a cualquier línea de 1cm de longitud en la superficie del mismo. Para la tensión superficial tenemos lo siguiente: casi en la misma magnitud en todas direcciones. Sin embargo, una molécula en la superficie del liquido no esta completamente rodeado por otras y, como resultado, solo experimenta la

Las propiedades del estado de agregación líquido de la materia son:

a) Mantiene su volumen característico. Es decir, aunque un líquido adopta la forma del recipiente que lo contiene, éste no se expande para ocupar todo el volumen.

b) Se difunde más lentamente que los gases. Una disolución acuosa con un colorante puesta en contacto con agua pura se difunde muy

lentamente en el agua. Por el contrario, un perfume vaporizado puede olerse en toda la habitación pocos segundos después de que se abre la botella.

c) Es mucho menos compresible que el gaseoso. Se requieren enormes presiones para reducir el volumen de un líquido.

d) Tiene tensión superficial. Esta propiedad es la que permite que una aguja, una hoja de afeitar o un insecto flote en el agua, ya que la cohesión que se da entre las moléculas impide el paso de sólidos.

e) Presenta evaporación y presión de vapor. Una de las propiedades importantes de un líquido es su tendencia a evaporarse. El agua se escapa de un recipiente por evaporación sólo cuando dicho recipiente está abierto; si el recipiente está cerrado, el proceso de evaporación continúa hasta que llega a establecerse un equilibrio entre la presión ejercida por el gas de dicha sustancia y la fase líquida del mismo. Esta presión se llama presión de vapor.

Por ejemplo, si colocas acetona en un recipiente abierto, después de un tiempo determinado se evapora. Si el recipiente permanece herméticamente cerrado el volumen del líquido disminuye poco, siendo que la cantidad faltante se encuentra en forma de vapor. Esta acetona en forma de gas ejercerá una presión sobre la acetona líquida; a esta presión se le denomina presión del vapor de la acetona.

f) Presenta un punto de ebullición, congelación y fusión característico.

Se denomina punto de ebullición de un líquido al fenómeno en el cual el mismo empieza a ebullir (hervir) debido al aumento de temperatura. Durante esta fase el líquido tiende a evaporarse. Este fenómeno se producirá cuando la presión de vapor del líquido sea igual a la presión de la atmósfera.

Propiedades fundamentales de los líquidos

Los líquidos son sistemas deformables constituidos por un número infinito de puntos materiales aislados, infinitesimales. Se trata de sistemas continuos donde no existen "espacios vacíos" dentro de la masa. Desde el punto de vista de la Mecánica cabe destacar las siguientes propiedades fundamentales de los líquidos:

Isotropía: Se conocen como isótropos a las sustancias cuyas propiedades son idénticas en cualquier dirección.

Movilidad: Carencia de forma propia. Aptitud para adoptar cualquier forma, la del recipiente que los contiene. Viscosidad: También llamada viscosidad dinámica (μ) de un fluido, es la resistencia que éste opone a su deformación, o dicho de otro modo, a que las láminas de fluido deslicen entres sus inmediatas.

Para una misma deformación, distintos fluidos oponen resistencias diferentes, es decir, la viscosidad es una propiedad de los mismos.

Suponiendo una lámina líquida compuesta por infinitas capas paralelas, que se desliza por un contorno sólido, la capa en contacto con el sólido se moverá con una velocidad relativa prácticamente nula, a una cierta distancia otra capa se mueve prácticamente a la velocidad máxima. Las infinitas velocidades de las capas intermedias varían entre ambos valores extremos, existiendo deslizamiento de unas capas sobre otras..

Compresibilidad: Propiedad por la cual los líquidos disminuyen su volumen al estar sometidos a incrementos de presión positivos.Al comprimir un líquido, ejerciendo una presión sobre él, se produce una disminución del volumen. La relación entre la variación del volumen respecto a la variación de presión se denomina coeficiente volumétrico

de elasticidad, el cual para un líquido perfecto vale cero y para un gas es ∞. Para el agua ese valor es 2100 kg/cm2.

Los líquidos son compresibles, aunque para su estudio se considera que son incompresibles. En realidad, puede despreciarse su compresibilidad, ya que es baja en comparación con la que presentan los otros fluidos, como los gases.

Los líquidos que tienen las propiedades de isotropía, movilidad, incompresibilidad y no viscosos se llaman líquidos perfectos. Un líquido (fluido) perfecto no existe en la naturaleza. En los líquidos existe, en la realidad, una atracción molecular, especie de cohesión, que es la viscosidad, y que expresa la resistencia del líquido a dejarse cortar o separar.

Tensión de vapor: Las moléculas de los líquidos se mueven en todas las direcciones y con todas las velocidades posibles. Solo las moléculas que posean una energía cinética mayor que las fuerzas de atracción podrán escapar del líquido, produciéndose su evaporación. Las moléculas escapadas quedan sobre la superficie libre del líquido y contribuyen a aumentar la presión del gas exterior con una presión parcial que se denomina tensión de vapor. Esta tensión de vapor irá aumentando hasta que el número de moléculas que entran en el líquido se iguale con las que salen, estableciéndose un equilibrio entre el liquido y su tensión de vapor, que se conoce como tensión máxima de saturación (tms). La tensión máxima de saturación varía en función de la temperatura y la naturaleza del líquido.

Cuanto menor sea la presión a que está sometido un líquido menor será la temperatura a la que se produce su vaporización, es decir, su temperatura de saturación, y viceversa: cuanto menor sea la temperatura del líquido menor será la presión de vaporización. Por ejemplo, a la presión atmosférica normal (1 atm) el agua hierve a 100ºC, pero si se somete el agua a la presión absoluta de 0,01 atm, herviría a 7ºC.

Si en algún lugar de la conducción la presión es menor que la tensión de vapor a esa temperatura, el líquido hierve. Si posteriormente la presión aumenta hasta ser mayor que la tensión de vapor, el líquido se condensa.

La sucesión continuada de estos dos fenómenos producen vibraciones, contracciones y golpeteos que producen la corrosión de la conducción por cavitación, una de las mayores causas de avería en las instalaciones de bombeo. Se aprecian vibraciones en los manómetros y los daños se producen donde el gas pasa a líquido, como si se hubieran dado martillazos. La vena líquida disminuye al llevar una parte de gas, con lo que la sección disminuye a efectos prácticos, y con ella el caudal transportado.

PROPIEDADES DE LOS GASES, LÍQUIDOSY SÓLIDOSEstados Sólidos Líquidos GasesPropiedades Muy juntas

unas conotrasEmpaquetamiento

Notan separadas.Se encuentran encontacto unas conotras

Ampliamenteseparadas unas deotras.

Organización delas partículas.Distancia

Muy fuertes Medianamentefuertes

Muy débiles. Casinulas

Fuerzas deatracción

Se encuentra muyrestringido. Vibran enposiciones fijas

Vibración, rotación ytraslación. Puedenmoverse en todomomento, resbalanunas sobre otras singran dificultad. Máslento que en losgases.

Vibración, rotación ytraslación.El de traslación estan grande que laspartículas estáncomo libres, Escaótico y al azar

Movimiento de lapartículas

Definida No tiene formadefinida

No tiene formadefinida.

Forma Definido No tiene formadefinida

No tiene formadefinida.

Volumen Definido Una cantidad dadade líquido tiene unvolumen definido

Adquieren elvolumen delrecipiente que loscontiene

El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un volumen definido, pero no forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la materia, como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares. El agua es, con mucho, el líquido más común en la Tierra y el más abundante. Como un gas, un líquido es capaz de fluir y tomar la forma de un recipiente. A diferencia de un gas, un líquido no se dispersa para llenar cada espacio de un contenedor, y mantiene una densidad bastante constante. Una característica distintiva del estado líquido es la tensión superficial, dando lugar a fenómenos humectantes.

Descripción de los líquidos

El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido presente propiedades anisótropas (propiedades, como el índice de refracción, que varían según la dirección dentro del material).

Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algún líquido están sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ

Carrera: Ingeniera Mecánica

MATERIA: Química

PROFESOR: Montoya Magaña José Manuel

Alumno: Jairo Antonio victoria Ruiz

TEMA: propiedades de los liquidos